A acústica como ciência é a “ciência do som”. Ela trata de todos os aspectos da produção, transmissão, recepção e percepção do som. O termo “acústica” tem sua origem em termos similares na língua grega.
A acústica como ciência do som pode ser subdividida de diferentes formas.
Uma possível divisão é aquela por áreas de conhecimento, conforme mostra a figura abaixo. No Brasil o ensino da acústica estava fragmentado e existia apenas em nível de pós-graduação. Mas desde 2009 existe também um Curso de Graduação em Engenharia Acústica que busca formar profissionais com conhecimentos em todas as áreas da acústica, com exceção de acústica submarina.
A área da Física que estuda o som é chamada de Acústica. Para entende-la melhor precisamos relembrar alguns conceitos:
Onda: é a variação periódica de uma grandeza física. Uma onda é composta por:
Crista: Pontos de maior intensidade, o topo da onda.
Vale: Pontos de menor intensidade da onda.
Nível Médio: Pontos entre o as Cristas e os Vales.
A distância entre a crista ou o vale e o nível médio é chamada amplitude (y). Já a distância entre duas cristas consecutivas ou dois vales consecutivos é chamada de comprimento de onda (λ).
Onde:
λ – Comprimento
y - Amplitude
O tempo que uma oscilação leva para se repetir é chamado período (T), medido em segundos(s). A frequência (f) significa quantas vezes uma oscilação se repete por unidade de tempo, medida em Hertz (Hz). Dessa forma:
f = 1/t
O Som é uma onda mecânica que possui a intensidade e frequência necessárias para ser percebida pelo ser humano. Entendemos como onda mecânica uma onda que precisa de meios materiais, como o ar ou o solo, para se propagar. As frequências audíveis pelo ouvido humano ficam entre 16 Hz e 20000Hz (20kHz). Dentro desta faixa a encontram-se a voz humana, instrumentos, musicais, alto-falantes, etc.
Abaixo de 16Hz temos os infrasons, produzidos por vibrações da água em grandes reservatórios, batidas do coração, etc.
Acima de 20kHz estão os ultrasons emitidos por alguns animais e insetos (morcegos, grilos, gafanhotos...), sonares, aparelhos médicos e industriais.
Os dispositivos que produzem ondas sonoras são chamados de fontes sonoras. Entre os que mais se destacam estão aqueles compostos por:
- Cordas vibrantes como violão o piano, as cordas vocais etc.
- Tubos sonoros como órgão flauta, clarineta.
- Membranas e placas vibrantes tal como o tambor
- Hastes vibrantes como o diapasão, triangulo, etc.
Podemos caracterizar os sons a partir de sua intensidade, altura ou timbre.
A intensidade está ligada à quantidade de energia transportada pelo som. Desta forma, conforme a intensidade do som dizemos que ele é mais forte (a onda possui maior amplitude) ou mais fraca (a onda possui menor amplitude).
A altura está relacionada com a frequência do som. Assim distinguimos os sons mais altos como os de maior frequência (mais agudos) e os mais baixos como os de menor frequência (mais graves). As notas musicais buscam agrupar diferentes frequências sonoras produzidas por um instrumento.
O timbre corresponde ao conjunto de ondas sonoras que formam um som. O timbre permite diferenciar diferentes fontes sonoras, por exemplo é fácil perceber que o som de uma guitarra e de uma flauta são completamente diferentes.
A velocidade do som no ar é de 340 m/s. A fórmula que relaciona velocidade, amplitude e frequência sonora é:
V = λ . f
A palavra acústica tem origem na palavra grega akouein, que significa ouvir. No entanto, o significado que se lhe atribuiu nos tempos modernos transcende em muito os sons que ouvimos. A utilização da palavra, como ciência que estuda o som, surgiu no século XVIII. segundo Lindsay (1972), o cientista francês Joseph Sauveur foi o primeiro a utilizar a palavra acústica no sentido que hoje se lhe atribui, num opúsculo datado de 1701: Système General Des Intervalles des Sons. No prefácio do artigo, Sauveur escreve:
Dezoito anos mais cedo, em 1683, Narcissus Marsh (1638-1713), na ocasião bispo de Ferns e Leighlin da Igreja Protestante Irlandesa publicou o artigo: An Introductory Essay to the Doctrine of Sounds, Containing Some Proposals for the Improvement of Acousticks. Beyer (1995) considera que Sauveur foi o primeiro a utilizar o termo acústica num sentido lato, embora Marsh o tenha usado mais cedo num sentido mais restrito. Marsh usou o termo "acousticks" como significado de som direto em oposição a som refletido e som refratado (Raichel, 2000). Ainda segundo Beyer (1995), Sir Francis Bacon no seu livro Advancement of Learning (1604) fazia referência à acústica embora a palavra (acoustica) só aparecesse numa versão do seu livro em latim, datada de 1634. (HENRIQUE, 2003, p. 23)
